CN103914172B - 触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置，用以解决现有技术中的电感式触控屏不能同时实现较高的触控点检测精度和多点触控的问题。该触控点检测电路中包括沿阵列排列的多个互感单元，每个互感单元包括互为耦合电感的第一线圈和第二线圈，处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接。本技术方案中提供的触控点检测电路不仅能够使得检测精度较高，还能通过检测各互感单元的互感变化来确定触控点的位置，从而实现多点触控。

Description

触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控屏技术领域，尤其涉及一种触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置。
背景技术
近年来，触控技术已经普遍应用于日常工作和生活中。由于用户可以直接用手或者其他物体接触触控屏以输入信息，从而减少甚至消除用户对其他输入设备（如键盘、鼠标、遥控器等）的依赖，方便用户的操作。
如图1所示，为现有的一种电感式触控屏的触控点检测电路的局部结构示意图。该触控点检测电路11包含多个电感单元，每个电感单元均可代表该触控屏上的一个位置坐标。其中，每个电感单元12均包括一个螺纹线圈，且具有两个连接端。由图1可知，各电感单元12通过输入信号线13a连接至同一个输入连接端13，且分别具有各自的输出信号线14a连接至各自的输出连接端14。因此当用户同时对触控屏的不同点进行触控时，触控屏能够通过对每个触控点所对应的电感单元12产生的感应电流分别进行检测，来确定多个触控点的位置，从而实现多点触控。但是，由于每个电感单元都具有一个输出连接端，布线会占用大量空间，而触控屏面板的总空间又是有限的，因此电感单元所占的空间就会减少，其数量也会受到限制，那么触控屏上的位置坐标也会比较少，从而导致触控点的检测精度较低。
如图2所示，为现有的另一种电感式触控屏的触控点检测电路的结构示意图。该触控点检测电路同样包含多个电感单元21，每个电感单元21均包括一个螺纹线圈，其中，同一行的电感单元21共同连接到所在行的行侦测电路22，同一列的电感单元21共同连接到所在列的列侦测电路23。与上述方案相比，布线占用的空间明显减少，因此电感单元21的数量增加，触控屏上的位置坐标也会增加，因此对触控点的检测精度相对较高。但是，正是由于这种结构，当用户同时对该触控屏的不同点进行触控时，这些触控点所在的行侦测电路22和列侦测电路23会通过比较各电感单元21产生的多个感应电流的电流值的大小，确定一个电流值最大的感应电流所对应的电感单元21的位置，并将该位置确定为唯一触控点，因此该方案只适用于单点触控，多点触控的情况下会出现误判。
目前还没有一种电感式触控屏既可以实现以较高的精度检测触控点又能实现多点触控。
发明内容
本发明实施例提供一种触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置，用以解决现有技术中的电感式触控屏不能同时实现较高的触控点检测精度和多点触控的问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
一种触控点检测电路，包括：
沿阵列排列的多个互感单元，每个所述互感单元包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈互为耦合电感；
其中，处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接；
其中，每条第一信号线与触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第一信号线分别电连接不同的所述输入端；每条第二信号线与所述触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第二信号线分别电连接不同的所述输出端；或
每条第一信号线与所述触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第一信号线分别电连接不同的所述输出端；每条第二信号线与所述触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第二信号线分别电连接不同的所述输入端。
一种电感式触控屏，包括上述触控点检测电路。
一种触控显示装置，包括上述电感式触控屏。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
该触控点检测电路中包括沿阵列排列的多个互感单元，每个互感单元包括互为耦合电感的第一线圈和第二线圈，由于处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接，一方面，使得布线占用的空间较少，互感单元所占的空间较大，互感单元的数量相对较多，因此触控屏上的位置坐标也相对较多，从而使得触控点的检测精度较高；另一方面，由于不同的互感单元分别具有不同的信号输入端和信号输出端，因此当用户同时对触控屏的不同点进行触控时，触控屏能够通过对每个触控点所对应的互感单元产生的互感变化分别进行检测，来确定多个触控点的位置，从而实现多点触控。
附图说明
图1为现有技术中一种电感式触控屏的触控点检测电路的局部结构示意图；
图2为现有技术中另一种电感式触控屏的触控点检测电路的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的一种触控点检测电路的结构示意图；
图3b为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图；
图3c为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图；
图3d为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图；
图3e为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电感式触控屏的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的布设在互相电绝缘的元件层和换线层的触控点检测电路的局部示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中的电感式触控屏不能同时实现较高的触控点检测精度和多点触控的问题，发明人经过研究，提供了一种触控点检测电路、电感式触控屏及触控显示装置。本技术方案中的触控点检测电路包括沿阵列排列的多个互感单元，每个互感单元包括互为耦合电感的第一线圈和第二线圈，其中，处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接。该触控点检测电路与现有技术相比，一方面，由于布线占用的空间较少，而互感单元所占的空间相对较大，因此互感单元的数量也相对较多，触控屏上的位置坐标也相对较多，从而使得触控点的检测精度较高；另一方面，由于不同的互感单元分别具有不同的信号输入端和信号输出端，因此当用户同时对触控屏的不同点进行触控时，触控屏能够通过对每个触控点所对应的互感单元产生的互感变化分别进行检测，来确定多个触控点的位置，从而实现多点触控。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
如图3a所示，为本发明实施例提供的一种触控点检测电路的结构示意图。该触控点检测电路包括沿阵列排列的多个互感单元31，每个互感单元31均包括第一线圈311和第二线圈312，并且第一线圈311和第二线圈312互为耦合电感；
其中，处于同一行的每个互感单元31的第一线圈311均与同一第一信号线32电连接，处于同一列上的每个互感单元31的第二线圈312均与同一第二信号线33电连接；
其中，每条第一信号线32与触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第一信号线32分别电连接不同的触控扫描信号的输入端；每条第二信号线33与触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第二信号线33分别电连接不同的触控扫描信号的输出端。
需要说明的是，在实际应用中，第一信号线32和第二信号线33还可以按照如下方式进行连接：每条第一信号线32与触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第一信号线32分别电连接不同的触控扫描信号的输出端；每条第二信号线33与触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第二信号线33分别电连接不同的触控扫描信号的输入端。
具体的，本发明实施例中，第一线圈311和第二线圈312分别包含两个连接端，处于同一行的每个互感单元31的第一线圈311的一个连接端均与同一第一信号线32电连接，而另一连接端优选的，可以与公共电极线34电连接；处于同一列的每个互感单元31的第二线圈312的一个连接端均与同一第二信号线33电连接，而另一连接端优选的，可以与公共电极线34电连接。
本发明实施例中，第一线圈311和第二线圈312的几何形状均为方形，并且每个互感单元31中的第一线圈311和第二线圈312均具有相同的缠绕密度。
由于第一线圈311和第二线圈312互为耦合电感，当有导体靠近第一线圈311和第二线圈312时，第一线圈311和第二线圈312之间就会产生互感。而互感的大小又会受到第一线圈311和第二线圈312的几何形状、缠绕密度、线圈个数等因素的影响。
因此，需要说明的是，在实际应用中，第一线圈311和第二线圈312的几何形状也可以是其他图形，例如圆形、菱形、三角形等。另外，还可以通过改变互感单元31的第一线圈311和第二线圈312的缠绕密度来增大第一线圈311和第二线圈312之间产生的互感大小，从而提高检测的灵敏度。比如，如图3b所示，为本发明实施例中提供的一种互感单元的结构示意图，其中，该互感单元31’的第一线圈311’在靠近第二线圈312’处的缠绕密度高于其在远离第二线圈312’处的缠绕密度，以及第二线圈312’在靠近第一线圈311’处的缠绕密度高于其在远离第一线圈311’处的缠绕密度。基于第一线圈311’和第二线圈312’的连接方式与上述图3a中的第一线圈311和第二线圈312的连接方式相同，因此不再赘述。
又比如，如图3c所示，为本发明实施例中提供的一种互感单元的结构示意图，其中，该互感单元31’’的第一线圈311’’在互感感应处与第二线圈312’’之间的缠绕密度高于其在非互感感应处与第二线圈312’’之间的缠绕密度，以及第二线圈312’’在互感感应处与第一线圈311’’之间的缠绕密度高于其在非互感感应处与第一线圈311’’之间的缠绕密度。基于第一线圈311’’和第二线圈312’’的连接方式与上述图3a中的第一线圈311和第二线圈312的连接方式相同，因此不再赘述。
进一步的，为了增大第一线圈和第二线圈之间产生的互感的大小，提高检测的灵敏度，还可以使第一线圈包括两个子线圈。如图3d所示，为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图，其中，互感单元31’’’的第一线圈311’’’包括具有独立的缠绕路径（均沿逆时针方向缠绕）的第一子线圈3111和第二子线圈3112，第一子线圈3111和第二子线圈3112分别包含两个连接端，为了便于描述，如图3d所示，将第一子线圈3111中心的连接端称为a端，另一端称为b端，同样的，第二子线圈3112中心的连接端为a端，另一端为b端，第二线圈312’’’中心的连接端为a端，a端连接到公共电极线34，另一端为b端，b端连接到第二信号线33。参考图3d，第一子线圈3111的b端和第二子线圈3112的b端共同电连接到同一第一信号线32，第一子线圈3111的a端和第二子线圈3112的a端共同电连接到公共电极线34，可见，在这种情况下，为了使第一子线圈3111和第二子线圈3112能够与第二线圈312’’’互为耦合电感，第一子线圈3111和第二子线圈3112的连接方式需相同。需要说明的是，在实际应用中，第一子线圈3111和第二子线圈3112也可均沿顺时针方向缠绕，相应的，第二线圈312’’’也可以根据第一线圈311’’’的绕法为形成互感而作调整。
第一子线圈3111和第二子线圈3112除了可以具有独立的缠绕路径，也可以具有相同的缠绕路径。如图3e所示，为本发明实施例提供的一种互感单元的结构示意图，其中，互感单元31’’’’的第一线圈311’’’’包括具有相同的缠绕路径的第一子线圈3111和第二子线圈3112。基于图3e中的第一子线圈3111、第二子线圈3112和第二线圈312’’’’的连接方式与上述图3d中的第一子线圈3111、第二子线圈3112和第二线圈312’’’’的连接方式相同，因此不再赘述。
同理，为了增大第一线圈和第二线圈之间产生的互感的大小，提高检测的灵敏度，还可以使第二线圈包括：具有相同或独立的缠绕路径的第三子线圈和第四子线圈；其中，第三子线圈和第四子线圈分别包含两个连接端，且第三子线圈的一个连接端和第四子线圈的一个连接端共同电连接到同一第二信号线33，第三子线圈的另一连接端和第四子线圈的另一连接端共同电连接到公共电极线34。基于第三子线圈和第四子线圈的连接方式与上述的第一子线圈3111和第二子线圈3112类似，在此不再赘述。
在另一个实施例中，所述第一子线圈的一个连接端和第二子线圈的一个连接端也可以连接到不同的第一信号线32，以分开输入信号；同理，第三子线圈的一个连接端和第四子线圈的一个连接端也可以连接到不同的第二信号线33，以分开输出信号。
本发明实施例上述的方案与现有技术相比，一方面，布线占用的空间明显较少，互感单元所占的空间相对较大，互感单元的数量相对较多，那么触控屏上的位置坐标也比较多，从而使得触控点的检测精度较高；另一方面，由于每个互感单元都分别具有各自的触控扫描信号的输入端和输出端，因此当用户同时对触控屏的不同点进行触控时，触控屏能够通过对每个触控点所对应的互感单元产生的互感变化分别进行检测，从而确定多个触控点的位置，实现多点触控。
基于上述提供的触控点检测电路，本发明实施例还提供一种电感式触控屏，如图4所示，为本发明实施例提供的该电感式触控屏的剖面结构示意图。其中，该电感式触摸屏包括元件层41、与所述元件层电绝缘的换线层42以及布设在互相电绝缘的元件层41和换线层42的触控点检测电路（图4中未标出）。
下面对布设在互相电绝缘的元件层41和换线层42的触控点检测电路进行具体介绍：
如图5所示为本发明实施例提供的布设在互相电绝缘的元件层41和换线层42的触控点检测电路的局部示意图。其中，结合参考图4，该触控点检测电路的互感单元31（包括第一线圈311和第二线圈312）被布设在元件层41上，第一信号线32和第二信号线33也布设在元件层41上，而公共电极线34布设在换线层42上，第一线圈311和第二线圈312可以通过过孔与公共电极线34电连接。需要说明的是，第一信号线32和第二信号线33可以同时布设在元件层41或者换线层42中，也可以其中一个布设在元件层41中，另一个布设在换线层42中，只要满足如前所述的电连接结构即可，与具体形成的位置没有关系。
此外，触控点检测电路可以但不仅限于使用上述这种布设方式。在实际应用中，互感单元31也可以仅布设在换线层42；也可以是互感单元31中的第一线圈311和第二线圈312布设在不同层上，也即第一线圈311布设在元件层41上，而第二线圈312布设在换线层42上，或者第一线圈311布设在换线层42上，而第二线圈312布设在元件层41上。当互感单元31中的第一线圈311和第二线圈312布设在不同层上时，互感单元31的第一线圈311和第二线圈312可以形成部分交叠且保持互相绝缘，以增大第一线圈311和第二线圈312之间产生的互感大小，提高检测的灵敏度。其中，第一线圈311和第二线圈312互相电绝缘的方式可以包括在他们之间形成一层绝缘层，也可以采用其他方式进行互相电性绝缘，这里不作限定。
另外，除了第一信号线32、第二信号线33之外，公共电极线34也可以分别布设在元件层41或换线层42上，只要满足如前所述的电连接结构即可。
进一步的，当第一线圈311包括具有第一子线圈和第二子线圈时，所述第一子线圈和所述第二子线圈也可以布设在相同层或不同层上。
进一步的，当第二线圈312包括具有第三子线圈和第四子线圈时，所述第三子线圈和所述第四子线圈也可以布设在相同层或不同层上。
需要指出的是，这里所说的相同层或者不同层，是针对元件层和换线层而言，所述第一子线圈、所述第二子线圈、所述第三子线圈和所述第四子线圈可以同时位于元件层或者换线层，或者不都形成在同一层中，但依然两两互相之间需要保持电绝缘。
下面对这种电感式触控屏的触控方法具体介绍如下：
当每条第一信号线32与触控扫描信号的一个输入端相连接，且不同的第一信号线32分别连接不同的输入端；每条第二信号线33与触控扫描信号的一个输出端相连接，且不同的第二信号线33分别连接不同的输出端时，首先，依次从各条第一信号线32所分别连接的输入端输入触控扫描信号；然后，检测各条第二信号线33所分别连接的输出端输出的触控扫描信号，当检测到的输出的触控扫描信号相比于输入的触控扫描信号发生了变化时，即输入的触控扫描信号在通过互感单元31时受到了该互感单元31产生的互感变化的影响，那么就将产生互感变化的互感单元31所对应的坐标确定为触控点的坐标；最后根据确定出的触控点的坐标确定触控点。
当每条第一信号线32与触控扫描信号的一个输出端相连接，且不同的第一信号线32分别连接不同的所述输出端；每条第二信号线33与触控扫描信号的一个输入端相连接，且不同的第二信号线分别连接不同的输入端时，依次从各条第二信号线33所分别连接的输入端输入触控扫描信号，后续过程与上述检测方法同理，在此不再赘述。
本发明实施例上述的方案与现有技术相比，一方面，布线占用的空间明显较少，互感单元所占的空间相对较大，互感单元的数量相对较多，那么触控屏上的位置坐标也比较多，从而使得触控点的检测精度较高；另一方面，由于每个互感单元都分别具有各自的触控扫描信号的输入端和输出端，因此当用户同时对触控屏的不同点进行触控时，触控屏能够通过对每个触控点所对应的互感单元产生的互感变化分别进行检测，从而确定多个触控点的位置，实现多点触控。
基于上述提供的电感式触控屏，本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括上述任意一种实施例中所提到的电感式触控屏。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种触控点检测电路，其特征在于，包括：
沿阵列排列的多个互感单元，每个所述互感单元包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈互为耦合电感；
其中，处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接；
其中，每条第一信号线与触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第一信号线分别电连接不同的所述输入端；每条第二信号线与所述触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第二信号线分别电连接不同的所述输出端；或
每条第一信号线与所述触控扫描信号的一个输出端电连接，且不同的第一信号线分别电连接不同的所述输出端；每条第二信号线与所述触控扫描信号的一个输入端电连接，且不同的第二信号线分别电连接不同的所述输入端；
所述第一线圈和第二线圈分别包含两个连接端；则
处于同一行的每个互感单元的第一线圈均与同一第一信号线电连接，具体包括：处于同一行的每个互感单元的第一线圈的一个连接端均与同一第一信号线电连接；
处于同一列上的每个互感单元的第二线圈均与同一第二信号线电连接，具体包括：处于同一列的每个互感单元的第二线圈的一个连接端均与同一第二信号线电连接；
其中，所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一个线圈包括两个子线圈，所述两个子线圈各自包括两个连接端，所述两个子线圈各有一个连接端共同连接到同一第一信号线或同一第二信号线，所述两个子线圈各有另一个连接端共同连接到公共电极线。
2.如权利要求1所述的触控点检测电路，其特征在于，每个第一线圈的另一连接端与公共电极线电连接；以及
每个第二线圈的另一连接端与公共电极线电连接。
3.如权利要求1所述的触控点检测电路，其特征在于，所述第一线圈或者第二线圈的几何形状为圆形、方形、菱形、三角形中的任意一种。
4.如权利要求1所述的触控点检测电路，其特征在于，所述第一线圈包括：第一子线圈和第二子线圈；所述第一子线圈和第二子线圈分别包含两个连接端，且所述第一子线圈的一个连接端和所述第二子线圈的一个连接端共同电连接到同一第一信号线，所述第一子线圈的另一个连接端和所述第二子线圈的另一连接端共同电连接到公共电极线。
5.如权利要求1所述的触控点检测电路，其特征在于，所述第二线圈包括：第三子线圈和第四子线圈；所述第三子线圈和第四子线圈分别包含两个连接端，且所述第三子线圈的一个连接端和所述第四子线圈的一个连接端共同电连接到同一第二信号线，所述第三子线圈的另一连接端和所述第四子线圈的另一连接端共同电连接到公共电极线。
6.如权利要求4所述的触控点检测电路，其特征在于，所述第一子线圈和所述第二子线圈具有独立的缠绕路径，或者具有相同的缠绕路径。
7.如权利要求5所述的触控点检测电路，其特征在于，所述第三子线圈和所述第四子线圈具有独立的缠绕路径，或者具有相同的缠绕路径。
8.如权利要求1所述的触控点检测电路，其特征在于，所述互感单元的第一线圈在互感感应处与所述第二线圈之间的缠绕密度高于其在非互感感应处与所述第二线圈之间的缠绕密度；所述互感单元的第二线圈在互感感应处与所述第一线圈之间的缠绕密度高于其在非互感感应处与所述第一线圈之间的缠绕密度。
9.一种电感式触控屏，其特征在于，包括如权利要求1所述的触控点检测电路。
10.如权利要求9所述的电感式触控屏，其特征在于，所述电感式触控屏包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
所述互感单元布设在所述元件层，所述第一信号线和/或所述第二信号线布设在所述元件层或者所述换线层。
11.如权利要求9所述的电感式触控屏，其特征在于，所述电感式触控屏包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
其中，所述第一线圈布设在所述元件层或所述换线层；所述第二线圈布设在所述元件层或所述换线层。
12.如权利要求9所述的电感式触控屏，其特征在于，所述电感式触控屏包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
其中，所述互感单元的第一线圈布设在所述元件层，第二线圈布设在所述换线层；或者，所述互感单元的第一线圈布设在所述换线层，第二线圈布设在所述元件层；
且所述互感单元的第一线圈和第二线圈形成部分交叠。
13.一种电感式触摸屏，其特征在于，包括如权利要求2所述的触控点检测电路，所述电感式触控屏还包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
所述互感单元布设在所述元件层，所述第一信号线和/或所述第二信号线和/或所述公共电极线布设在所述元件层或者所述换线层。
14.一种电感式触控屏，其特征在于，包括如权利要求4所述的触控点检测电路，所述电感式触控屏还包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
所述第一子线圈或者所述第二子线圈布设在所述元件层或所述换线层。
15.一种电感式触控屏，其特征在于，包括如权利要求5所述的触控点检测电路，所述电感式触控屏还包括：互相电绝缘的元件层和换线层；
所述第三子线圈或者所述第四子线圈布设在所述元件层或所述换线层。
16.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求9～15任一项所述的电感式触控屏。
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